八核铁簇化合物的制备、表征及其对高氯酸铵的热分解催化

以5,5"-｛［3,3"-双（1,2,4-噁二唑）］-5,5"-基｝-双（1-羟基四唑）为配体,通过溶剂热法制备了一种新型含能铁簇化合物 ［Fe₂^Ⅲ（μ₂-CH₃O）（μ₃-OH）（μ₂-O）（BODTO^2-）（H₂O）］₄（1）,并对其进行了单晶X-射线衍射、差示扫描量热和热重分析等表征,分析了其结构和热稳定性,同时通过差热分析仪研究了化合物1对高氯酸铵（AP）热分解的催化性能。测试结果表明,化合物1为立方晶系I-43d空间群,密度为1.506 g·cm^-3;晶体结构中Fe³⁺与Fe³⁺通过氧原子桥联,形成笼状结构;热分解峰值温度为513.9,617.6 K和669.4 K;爆速为6.94 km·s^-1,爆压为19.09 GPa;撞击感度为15 J,摩擦感度为360 N。当添加质量分数为10%的化合物1时,AP的高温分解温度降低65 K,活化能降低82.2 kJ·mol^-1,证实该铁簇化合物对AP的热分解具有较好的催化活性,具有应用于含能燃烧催化剂的潜质。     

化学镀法制备纳米Ni及其对AP热分解的催化作用

用化学镀镍工艺并制备出纳米Ni粉,用TENi、XRD等分析仪器对纳米Ni粉的结构和特性进行表证。所得纳米Ni粉不含氧化物质,呈球形,为面心立方晶体,平均粒径越为60nm。采用热分析实验（TG—DTA）研究纳米Ni对AP热分解的催化作用。结果表明,在AP中加入质量含量5％的纳米Ni粉,AP的低温热分解峰和高温热分解峰分别提前了17℃左右和72℃左右,纳米Ni粉对AP热分解催化作用明显。     

AP/PDA/Fe2O3复合物的制备及其吸湿性和热分解性能研究

为改善AP的吸湿性和热分解性能,基于多巴胺氧化自聚合原理,采用原位包覆法将聚多巴胺(PDA)包覆于AP表面,然后利用PDA的强黏附性,使纳米Fe₂O₃均匀吸附于AP/PDA复合物表面,获得了AP/PDA/Fe₂O₃复合物;利用粒度分析仪、扫描电镜-能谱仪(SEM-EDS)、X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱仪(XPS)等分析了改性前后AP粒度、形貌及表面元素组成;采用增重法和接触角测试对改性前后AP的吸湿性能进行了测试,并采用差示扫描量热法(DSC)对改性前后AP的热分解性能进行研究。结果表明,PDA能均匀沉积于AP表面,包覆效果较好,且包覆前后粒度基本没有变化;加入纳米Fe₂O₃能均匀附着在AP/PDA的表面;AP/PDA/Fe₂O₃复合物的吸湿率为0.16%,接触角达到41.8°;与AP相比,该复合物的高温分解峰温提前了48.5℃,放热量提高1倍,表观活化能由209.5kJ/mol降至128.8kJ/m...     

AlH3与MgH2对高氯酸铵热分解的影响

为探索金属氢化物在固体火箭推进剂中的应用可能性,通过差示扫描量热法(DSC)、热烤爆法、动态测压热分析法(DPTA)研究了AlH₃与MgH₂对高氯酸铵(AP)热分解性能的影响规律。DSC结果表明,AlH₃与MgH₂对AP的高温放热分解过程有显著的促进作用,使AP的分解温度提前近50℃;热烤爆法研究AlH₃/AP和MgH₂/AP混合体系的热感度发现,AlH₃和MgH₂的引入使得混合体系的热感度升高,AlH₃/AP、MgH₂/AP和AP的5s爆发点温度分别为：582.63、644.17和662.65K;DPTA法研究发现,MgH₂/AP的放气量仅为0.2mL/g,热安定性好;而AlH₃/AP测试过程的放气量为3.2mL/g,安定性较差。金属氢化物AlH₃和MgH₂对AP热分解表现出良好的...     

机械粉碎法制备纳米CuCr2O4及其对高氯酸铵热分解性能的影响

采用HLG-5型纳米化粉碎机批量制备了粒径约为60 nm的纳米CuCr₂O₄. 通过X射线衍射仪（XRD）、透射电子显微镜（TEM）对样品的结构及形貌进行表征,并采用差示扫描量热仪（DSC）分别研究工业CuCr₂O₄、共沉淀法制备的纳米CuCr₂O₄及机械粉碎法制备的纳米CuCr₂O₄对高氯酸铵（AP）热分解性能的影响。结果表明,与前二者相比,机械粉碎法制备的纳米CuCr₂O₄对AP具有更好的催化性能,能够使其速率常数提高,高温分解活化能减小。这将促进纳米CuCr₂O₄作为燃速催化剂在AP基复合推进剂中的应用。     

MgH2的制备及对高氯酸铵热分解过程的影响

采用直接氢化法制备氢化镁（MgH2）,运用XRD、SEM、ICP等方法对其结构进行表征。用热分析法（DSC）研究氢化镁对高氯酸铵（AP）热分解过程的影响。结果表明,5%MgH2可分别使AP的低温和高温放热分解峰温降低35.0和44.2 ℃,使AP的DSC表观分解热由0.44增加到1.20 kJ·g-1,表现出对AP热分解过程具有显著的增强促进作用。随着加入量增加,氢化镁对AP热分解的催化促进作用逐渐增强,但当氢化镁含量达到30%时,催化促进作用开始下降。氢化镁对AP热分解的催化促进作用明显强于纯镁粉。探讨了氢化镁增强促进AP热分解过程的作用机制。     

超细高氯酸铵的防聚结技术

为解决超细高氯酸铵(AP)因易吸潮而产生团聚问题.分析了超细AP团聚结块机理,研究了采用硝化棉(NC)包覆AP原料的方法和气流粉碎制备超细AP的工艺.试验结果表明,采用上述工艺方法制备的超细AP粉体的吸湿性大幅降低,放置一段时间后(30 d),无团聚现象,其粒度可达2.5 μm左右.在改性双基推进剂中应用,与刚粉碎的超细AP粉体应用效果相当.用NC改性AP粉体的方法可防止超细AP团聚结块,解决了超细AP因贮存结块而不能用于高燃速推进剂的问题.     

高氯酸铵电子结构第一性原理研究

基于密度泛函的第一性原理,分别运用局域梯度近似泛函(LDA)和广义梯度近似泛函(GGA)对NH4ClO4晶体结构进行了优化,分析了NH4ClO4的能带结构、态密度、Mulliken布居和电荷密度。结果表明,NH4ClO4是能隙值为5.517eV的绝缘体;导带部分主要由O-2p和Cl-3p轨道构成,价带部分由晶体内各原子轨道构成。NH4ClO4属于典型离子晶体,离子基团中心原子N与Cl采用sp3杂化轨道,分别与H和O原子结合形成共价键,晶体内存在弱氢键N-H…O。     

高氯酸铵光学性质的第一性原理研究

基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理方法,计算了高氯酸铵的介电函数、折射率、吸收和反射谱等光学性质。分析了介电函数各峰值与对应能带带间跃迁的关系。结果表明,静态介电函数ε1(0)=1.10,静态折射率n0=1.05,吸收系数在能量10.88 e V时最大峰值为1.91×105cm-1。计算结果与文献实验结果相符。